【文章內(nèi)容簡介】 發(fā)展。發(fā)展是硬道理，只有發(fā)展了，我們面臨的問題才好解決，否則只能被動挨打。我們要緊緊把握住信息網(wǎng)絡(luò)化所帶來的歷史機(jī)遇，迎接它所帶來的挑戰(zhàn)，加快我國信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，并將其成 果廣泛應(yīng)用于各地區(qū)、各部門。我們要樹立緊迫感和危機(jī)感，發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，發(fā)揮我國黨和政府的組織優(yōu)勢，同時充分運(yùn)用競爭機(jī)制和市場的力量，調(diào)動各方面積極性和創(chuàng)造性，以網(wǎng)絡(luò)化為重點推進(jìn)信息化，以信息化為契機(jī)帶動工業(yè)化，走出一條有中國特色的實現(xiàn)信息化與現(xiàn)代化的發(fā)展道路。 十字路口的思考 ── NGN 之路 鄔賀銓 中國工程院副院長、院士 隨著業(yè)務(wù)和技術(shù)的發(fā)展，一百多年來電信網(wǎng)絡(luò)體系經(jīng)歷了重要的歷史演變。從模擬到數(shù)字是電話網(wǎng)時代有代表性的里程碑，移動通信業(yè)務(wù)的發(fā)展和迅速普及則進(jìn)一步開拓了電信網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用的新領(lǐng)域。新世紀(jì)之 初種種跡象表明網(wǎng)絡(luò)還將面臨更大的變化，電信網(wǎng)將演進(jìn)到信息網(wǎng)，這是由于網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的變化所決定的。按照現(xiàn)在的發(fā)展速度，全球移動通信用戶總數(shù)超過固定電話用戶總數(shù)會在 2020 年底或 2020 年初實現(xiàn)，互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)（包括無線互聯(lián)網(wǎng)用戶）也將在四、五年內(nèi)超過固定電話用戶數(shù)。這種業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)演變的趨勢在中國也不例外。另一方面，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展很快，但所占投資和消耗帶寬與收入不成比例， IP 收費(fèi)模式對傳統(tǒng)電話收費(fèi)模式的沖擊不斷縮小電信網(wǎng)的贏利空間，移動用戶的增長與 ARPU(平均每用戶貢獻(xiàn)的電信收入 )的下降同樣很快，電信業(yè)超高速發(fā)展和高利 潤時代難以再現(xiàn)。在過度投資而又需求不足情況下，全球電信業(yè)落到低谷，電信界期待著開發(fā)出適合人們需要的能刺激電信業(yè)發(fā)展的新業(yè)務(wù)與應(yīng)用，例如像移動電話、 Intemet那樣足以改變?nèi)藗児ぷ骱蜕畹臉I(yè)務(wù)和應(yīng)用。而這些未來的新業(yè)務(wù)與應(yīng)用需要新技術(shù)或新的網(wǎng)絡(luò)體系來支持，因此可以說電信網(wǎng)業(yè)務(wù)和技術(shù)目前都走到了發(fā)展的十字路口，電信網(wǎng)技術(shù)面臨換代的前夜。 一、下一代網(wǎng)的產(chǎn)生背景 現(xiàn)在的電信網(wǎng)對電話業(yè)務(wù)是相當(dāng)成熟和有效的，但以電話網(wǎng)來傳數(shù)據(jù)信息難以適應(yīng)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)日益增長的要求，以電路交換方式來傳送分組交換的數(shù)據(jù) 效率很低?；ヂ?lián)網(wǎng)就效率而言是一個對無連接業(yè)務(wù)優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)，但相對指數(shù)型增長的 IP 業(yè)務(wù)量也暴露出始料不及的可擴(kuò)展性問題，安全性更令人擔(dān)憂，此外互聯(lián)網(wǎng)也可以傳送電話，但現(xiàn)有的 IP 電話質(zhì)量難以令人滿意。對移動通信業(yè)務(wù)而言，目前的互聯(lián)網(wǎng)還不具有在不同接入網(wǎng)上的業(yè)務(wù)可攜帶性，即還需要增加移動 IP能力。從網(wǎng)絡(luò)資源的利用和管理以及用戶的使用方便特別是多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展考慮，總是希望網(wǎng)絡(luò)能夠成為多業(yè)務(wù)平臺，下一代網(wǎng) (NGN)或者說信息網(wǎng)就成為人們的期望。 什么是下一代網(wǎng)呢 ?目前僅有 ETSI 對 NGN 給出定義，“ NGN 是一 種規(guī)范和布署網(wǎng)絡(luò)的概念，通過使用分層、分面和開放接口的方式，給業(yè)務(wù)提供者和運(yùn)營者提供一個平臺，借助這一平臺逐步演進(jìn)以生成、布署和管理新的業(yè)務(wù)?！? ITU 在一些文件中對 NGN 提出如下的解釋： “ NGN表示了實現(xiàn)全球信息基礎(chǔ)設(shè)施 (GII)的關(guān)鍵技術(shù)。 NGN 被看作是 GII 的‘網(wǎng)絡(luò)聯(lián)邦’（用 IP 能力增強(qiáng)的傳統(tǒng)電信、廣播和數(shù)據(jù)網(wǎng)的聯(lián)合）的一部分。這一概念使人們能夠在任何時間、任何地方和以可接受的價格與質(zhì)量安全地使用一組包括所有信息模式和支持開放式多種應(yīng)用的通信業(yè)務(wù)?！鄙鲜龌\統(tǒng)提法沒有給出 NGN 與現(xiàn)有網(wǎng)不同的特征，與 其說定義不如說反映了人們的愿望。 ITUT 列出如下七方面作為 NGN 的基本特征：基于分組傳送；控制功能與承載能力、呼叫 /會晤及應(yīng)用 /業(yè)務(wù)能力分離；通過開放接口，業(yè)務(wù)的提供與網(wǎng)絡(luò)獨立開發(fā)；支持廣泛類型的業(yè)務(wù)包括實時、流媒體、非實時業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)；具有端對端透明性的寬帶能力；與現(xiàn)有網(wǎng)互通；通用移動性；用戶無拘束的接入和對業(yè)務(wù)的自由選擇能力。從這些特征可以歸納出下一代網(wǎng)絡(luò)將是 9 基于 IP 協(xié)議且有電信業(yè)務(wù)質(zhì)量 (QOS)保證的網(wǎng)，寬帶化和移動性是其基本能力。之所以選擇 IP作為 NGN 的統(tǒng)一協(xié)議井非認(rèn)為其足夠理想， 而是因為它已無處不在。不過也有人認(rèn)為若用 QOS來改造 IP，則可能又回到類似 ATM 的老路，因此 NGN 的 QOS 要求及其在 IP 基礎(chǔ)上的實現(xiàn)方式是當(dāng)前研究的熱點，但目前除了 IntServ(綜合服務(wù) )， DiffServ (區(qū)別服務(wù) )和 MPLS(多協(xié)議標(biāo)簽交換 )外還沒有更有效的方法。 二、基于軟交換體系的業(yè)務(wù)節(jié)點 作為 NGN 業(yè)務(wù)節(jié)點需要與現(xiàn)有的電路交換業(yè)務(wù)節(jié)點共處，因此 NGN 的業(yè)務(wù)節(jié)點往往需要具有網(wǎng)關(guān)功能，實現(xiàn)電路網(wǎng)與分組網(wǎng)的互通，除了用戶面信號格式的互通 (媒體網(wǎng)關(guān) )外，還需要有控制面和管理面的互通功能 ，例如電話網(wǎng)編號與分組網(wǎng) IP 地址的變換、用戶身份認(rèn)證與授權(quán)、資源管理與賬戶管理等。傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)節(jié)點在實現(xiàn)時其用戶面和控制面及管理面之間并非開放接口，新業(yè)務(wù)的開發(fā)和功能的增加并不方便，業(yè)務(wù)節(jié)點缺乏智能。因此在考慮 NGN 業(yè)務(wù)節(jié)點時傾向于用戶面、控制面和管理面之間采用開放接口，即媒體網(wǎng)關(guān)與業(yè)務(wù)控制功能可以分離，新業(yè)務(wù)與新功能的增加可借助于通過標(biāo)準(zhǔn)的開放接口相連的應(yīng)用服務(wù)器由第三方供應(yīng)商的軟件來支持，這不僅大大增強(qiáng)了節(jié)點的智能，而且真正為“網(wǎng)絡(luò)就是交換機(jī)”的實現(xiàn)提供了可能。媒體網(wǎng)關(guān)之間的分組網(wǎng)目前仍用路由器或 ATM 交 換機(jī)作為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，它本身與業(yè)務(wù)無關(guān)，但卻能夠受控靈活提供各種業(yè)務(wù)所需的不同的帶寬，起到了交換矩陣的作用。這種設(shè)計思想被稱為軟交換體系。軟交換機(jī)通常指業(yè)務(wù)控制層，它基于軟件實現(xiàn)呼叫控制、媒體網(wǎng)關(guān)控制等功能，因此也可稱為呼叫服務(wù)器或呼叫代理。軟交換是一個開放體系，利用 MGCP/ 和 SIP/BICC 等協(xié)議軟交換機(jī)僅僅需要實現(xiàn)各種業(yè)務(wù)公用的基本呼叫控制功能，而與業(yè)務(wù)有關(guān)的功能將放在業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器。因此軟交換體系適用于寬窄帶各種業(yè)務(wù)，在容量和功能等方面都具有可擴(kuò)展性，實現(xiàn)了過去智能網(wǎng)不能真正做到的按需快速生成 新業(yè)務(wù)的功能。不論新老運(yùn)營商都對軟交換體系寄以較高期望，前者希望借此只建數(shù)據(jù)網(wǎng)就可同時提供電話業(yè)務(wù)，后者看重其可迅速提供新業(yè)務(wù)的功能籍此來鎖住大客戶，增加新的收入來源。軟交換機(jī)雖然作為業(yè)務(wù)節(jié)點的呼聲很高，但需要解決話音信號 IP化后的 QOS 和安全性問題，對話音信號的呼叫處理時延也比電路交換機(jī)長，開放的接口在有利于形成多廠家環(huán)境的同時也帶來互通性問題，在電信生態(tài)鏈尚未完善多贏機(jī)制前，第三方參與開發(fā)應(yīng)用服務(wù)器的積極性不高，這將使軟交換體系豐富業(yè)務(wù)功能的潛力大打折扣，而且期待的殺手锏類應(yīng)用尚未問世使軟交換體系空有潛 力也無從發(fā)揮，還有如何利用軟交換機(jī)組網(wǎng)也是新問題，總之軟交換機(jī)技術(shù)有待成熟，經(jīng)濟(jì)性也有待證明， NGN 業(yè)務(wù)節(jié)點之路還比較遙遠(yuǎn)。 三、基于自動交換光網(wǎng)絡(luò)的傳送網(wǎng) 在朝著下一代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程中，傳輸網(wǎng)絡(luò)寬帶化是基礎(chǔ)， Tb／ s 級光纖傳輸系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，它由密集波分復(fù)用技術(shù)所支持．通過適配將 IP 包映射到波長，省去了中間的層次。利用光分插復(fù)用器 (OADM)和光交叉連接設(shè)備（ OXC）可提供快速和靈活的光層保護(hù)與恢復(fù)功能，在最近這幾年可以做到的是將多協(xié)議標(biāo)簽交換 (MPLS)技術(shù)與波長路由結(jié)合實現(xiàn)光路由器，這也 是傳輸節(jié)點與業(yè)務(wù)節(jié)點的綜合，突破了傳統(tǒng)電信網(wǎng)傳輸與交換完全分離的界線，如果能夠?qū)⒐芾砻娴膶W(wǎng)絡(luò)容量調(diào)度和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)配置功能移交給控制面，利用信令來控制網(wǎng)中節(jié)點的配置，就可構(gòu)造實時響應(yīng)的傳送網(wǎng)，對電信網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。這一概念被稱為自動交換光網(wǎng)絡(luò) (ASON)，它使傳送網(wǎng)的功能從傳輸、恢復(fù)和鏈路管理擴(kuò)展到包括連接接納控制、信令、選路和發(fā)現(xiàn)，即在傳輸網(wǎng)中引入交換和選路功能，這是傳輸系統(tǒng)內(nèi)涵的一次革命。目前已有提議 ASON 采用 Inter的 OSPF、 ISIS、 BGP 等作為選路協(xié)議，使用 RSVPTE、 CRLDP 和 GMPLS(通用的多協(xié)議標(biāo)簽交換 )作為信令協(xié)議。 GMPLS 可看成是涉及多個交換／轉(zhuǎn)發(fā)平面的 MPLS+MPλS (多協(xié)議波長交換 )， GMPLS 引入鏈路管理協(xié)議 (LMP)，將 MPLS 的標(biāo)簽控制對象從 IP 包或 ATM 信元擴(kuò)展到 SDH的 vc／ vp(虛通路／虛通道 )、光路的波長及光纖。 ASON 的按需帶寬分配和快速動態(tài)選路能力為競爭環(huán)境下的運(yùn)營商所看好，將它視作 NGN 的傳送平臺。但 ASON 也面臨標(biāo)準(zhǔn)的成熟性、系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和多廠家的互連性問題，另外 ASON 的引入對網(wǎng)絡(luò)保護(hù)恢復(fù)體系內(nèi)各層的協(xié)調(diào)和大容量 10 光纖通信系 統(tǒng)的設(shè)計 (光放大器增益均衡和光通道色散管理對光路由的透明性 )提出了新的要求，ASON 也是對電信運(yùn)營公司的現(xiàn)行管理體制的挑戰(zhàn)。 四、寬帶綜合多業(yè)務(wù)平臺 ——— 城域網(wǎng)和接入網(wǎng)的發(fā)展 傳統(tǒng)的電信網(wǎng)按照長途網(wǎng)、本地網(wǎng)和接入網(wǎng)來劃分，現(xiàn)在逐漸過渡到以核心網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng) (CPN)來分割。核心網(wǎng)變得越來越簡化，網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性推到邊緣。計算機(jī)網(wǎng)中應(yīng)用的城域網(wǎng)概念在電信網(wǎng)中進(jìn)一步擴(kuò)展，這是一個適于發(fā)揮千兆以太網(wǎng)和萬兆以太網(wǎng)技術(shù)的場合。以太網(wǎng)技術(shù)最近幾年系統(tǒng)比特率迅速提高，單位帶寬的成本顯著下降，而 且工作模式已從廣播式擴(kuò)展到點到點和全雙工，由于其易于連接、簡單及可擴(kuò)展性，過去只用在 LAN 中的以太網(wǎng)技術(shù)將進(jìn)入公用網(wǎng)。但公用網(wǎng)的應(yīng)用需要增加多業(yè)務(wù)傳送平臺 (MSTP)的特性，這對以太網(wǎng)技術(shù)提出很多新的挑戰(zhàn)。例如對在以太網(wǎng)上傳輸?shù)膶崟r信號需要提供 QoS 措施，在公網(wǎng)上應(yīng)用還需要具有計費(fèi)和維護(hù)管理功能，對共享以太網(wǎng)的用戶需要邏輯隔離，針對這些要求已有一些解決方案。隨著光纖到小區(qū)或到大樓，所謂“最后一公里”實際上只有數(shù)百米，但接入網(wǎng)的復(fù)雜性和多樣性并沒有降低，其作為多業(yè)務(wù)接入瓶頸的重要性更加突出，寬帶化、資源動態(tài)分 配和安全性管理也是下一代接入網(wǎng)的主要特征。基于 SDH 或 ATM 的 MSTP、 VDSL 和 EPON 都在改進(jìn)力圖適應(yīng)這一要求。工作在較高頻段的 WLAN 結(jié)合了以太網(wǎng)和寬帶無線技術(shù)的優(yōu)勢，在最后的幾百米內(nèi)以其靈活性和高帶寬挑戰(zhàn)光纖和銅線接入系統(tǒng)在 NGH 的寬帶接入技術(shù)方面將占有重要位置。 五、第三代移動通信 移動通信的換代特征十分明顯 ,WCDMA、 cdma2020 和第一代、第二代移動通信一樣都是基于頻分雙工 (FDD)方式，上、下行使用不同的頻段， WCDMA 和 cdma2020 的不同主要在信道帶寬、碼片速率等方面。 TDSCDMA 則基于時分雙工 (TDD)方式， 信道，低碼片速率 ()，在同一頻段內(nèi)依靠按需動態(tài)分配時隙來適應(yīng)上、下行信號的帶寬需求，這一方式不僅節(jié)省頻帶而且能靈活匹配寬帶信號天然的上、下行不對稱性。 TDSCDMA 的多址方式不是單純的碼分，而是在時分的基礎(chǔ)上再碼分，由于同時采用 TDMA 與 CDMA 技術(shù)，適于兼容 GSM 的網(wǎng)絡(luò)。 TDSCDMA 使用智能天線、同步等技術(shù)減少了多址干擾。還采用了不同于 WCDMA 和 cdma2020 由終端發(fā)起的軟切換，它被稱為接力切換。 TDSCDMA 不及 前兩種方式之處主要是可承受的終端運(yùn)動速度， ITU規(guī)定 TDD 方式應(yīng)能支持 120km/h， FDD 方式應(yīng)能支持 500km/h。對于城市地區(qū)， 120km/h 的運(yùn)動速度幾乎可以覆蓋所有情況了。由于 TDSCDMA 使用智能天線其頻譜利用率高于第三代移動通信中其他方式，特別適于高話務(wù)密度地區(qū)使用。 鑒于 3G 標(biāo)準(zhǔn)目前的格局和歐、美對各自標(biāo)準(zhǔn)情有獨鐘的歷史， 3G 用戶的世界漫游只能寄托于多模和多頻的終端，甚至要求和 2G 終端兼容，這增加了 3G 終端的復(fù)雜性，推遲了 3G 的面市時間，更為關(guān)鍵的是還未開發(fā)出非 3G 不可而又為廣大用 戶認(rèn)可的業(yè)務(wù)及應(yīng)用。不過 3G 高效的頻譜利用率不僅對寬帶業(yè)務(wù)就是對話音仍然十分有吸引力，大城市頻譜緊張的局面期待 3G 來緩解，而且隨時隨地高速上網(wǎng)和視頻流媒體將會有可觀的市場前景，總之對 3G 既要有信心還要有耐心。 六、 IPv6NGN 地址方案 3G 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向是全 IP，所謂全 IP 即核心網(wǎng)和無線接入網(wǎng)均基于 IP 協(xié)議。隨著 和3G 的發(fā)展，移動通信終端將成為超過 PC的最大眾化的上網(wǎng)工具， IP 地址不夠的問題將越加突出。目前使用的 IPv4 地址由 4 個字節(jié)組成，總數(shù)有 42 億個地址，其分配極不合理， 目前只有 27％的地址容量尚未分配，如果已分配的地址不作調(diào)整的話，按照目前 Inter 主機(jī)數(shù)的發(fā)展速度，全球大多數(shù)地區(qū)到 2020 年將會感到 IPv4 地址枯竭?？梢栽?IPv4 中采用無類域間路由 (CIDR)技術(shù)，即以幾個連續(xù)的 C類地址 (即相同的前綴 )取代一個單獨的 B 類地址的方式來解決 B類地址的匱乏問題，這稱為“路由表聚類”。還可以由每個 ISP 獲得一段地址空間后，再將這些地址分配給用戶。此外還可使用地址轉(zhuǎn)換 (NAT)技術(shù)，即在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部使用私有地址，接入互聯(lián)網(wǎng)時轉(zhuǎn)換為公有 11 地址。這些方法有一些局限，例如 NAT 不能保證 端到端的安全服務(wù)，而且引入了時延和存在單點故障的可能。因此向更大容量 (源和目的地地址各有 16 字節(jié) )的 IPv6 地址方案的過渡勢在必行。但鑒于一個使用 IPv4 的網(wǎng)絡(luò)并不是簡單依靠軟件升級就能變成 IPv6 網(wǎng)絡(luò)，升級后原路由器處理能力的下降是必須考慮的問題。因此將存在兩種地址方案并存時期，目前提出的解決辦法有幾種，例如核心網(wǎng)用 IPv4 而邊緣網(wǎng)用 IPv6，中間設(shè)網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換；將多個將要到達(dá)同一核心網(wǎng)出口的 IPv6數(shù)據(jù)包封裝在 IPv4 數(shù)據(jù)包里以隧道方式傳送